淺析守恒法在高中化學解題中的應用

王天晴

(山西省太原市第四十八中 030006)

淺析守恒法在高中化學解題中的應用

王天晴

(山西省太原市第四十八中 030006)

在高中化學的解題中，不能一味地按照固有的解題方法去思考問題，這樣不僅會導致計算過程趨于復雜化，還會影響到最后計算出的結果的準確性.守恒法是高中化學的一個重要知識點，它有助于加強我們對化學反應的認識和理解，同時也給化學解題提供了一種新的思路.對此，結合具體的例題，對守恒法在高中化學解題中的應用進行了探討，以供同學們相互交流、學習.

守恒法；化學；解題；應用

在化學的學習過程中，經常會將守恒法運用到解題過程中去.無論是何種物質的化學反應，其反應物的總質量、化合價升降總數等都符合守恒這一定律.而在具體的解題思路中，不要執著于生成物與反應物總質量等細節上的問題，而是應該將復雜的問題簡單化，只需要考慮化學反應過程中的一些化學、物理量的原始形態和最終形態.這樣一來，就省略掉了許多不必要的計算步驟，能夠有效地提高我們的解題效率.

一、守恒法在解題當中的應用

1.質量守恒

質量守恒定律需要滿足一定的條件，即化學反應必須在一個相對封閉的空間內進行.在這個過程中，不管化學過程出現什么樣的變化，化學反應物與生成物的總質量應該是一致的.在解決具體的化學應用題時，應充分把握來這一基本規律，再進行計算推理.

下面將用一個簡單的例題來論述具體的推理過程.

例1 某種混合物是由a，b，c三種物質構成的，其中三者的質量分別是25 g、10 g、5 g.過一段時間，把這個混合物放入一個密閉的容器內，同時對其進行加熱.在化學反應結束后，物質的質量產生了明顯的變化，具體為：a為10 g，b為21 g.此外，還生產了一種新的物質d.求這個反應過程中，生成物與反應物之間的質量比.

按照常規的思維，應先求出c物質變化后的量，然后再一步一步對生成物和反應物之間的質量比進行計算.由此可見，這個題目的求解過程會變得十分麻煩.但是仔細對已知的條件進行分析，提取出其中的重要信息：對參與化學反應的不同物質質量的總和進行計算，問題就會迎刃而解了.通過計算發現，此過程中，a，c的質量都在減少，這兩者都屬于反應物.利用反應前后質量相減的辦法，可以得出參與反應的c質量為5 g，a為15 g.相反，b，d的質量都會增加，這兩者屬于生成物.顯而易見，b的生成物為11 g，再利用質量守恒的方法，就可以計算出d的質量為9 g.接著，各種物質的質量比就浮出水面了.

2.元素守恒

元素守恒定律指化學物質在參與反應后，元素的種類和原子個數將會與反應前的數量相同，它們在物質的量和質量上的比例是一樣的.值得注意的是，元素守恒定律分為兩種情況，一種是離子守恒，還有一種是原子守恒.在化學反應中，只需要明白反應前后，離子(或原子)的數量是恒定的就可以了.在利用元素守恒定律解決問題時，可以忽視化學方程式不計，直接找到反應前后離子或者原子的對應關系，問題就變得簡單了.

這里以例題二為例，對元素守恒定律進行探討.

例2 分別在1 L 1 mol/L的NaOH溶液中，通入0.8 mol二氧化碳，等到反應完全后，求所獲得溶液中NaHCO3同Na2CO3兩者間的質量比.

和質量守恒定律是一樣的道理，在這一題中，假設我們仍然根據一般的化學方程式求解，就需要先寫出參與反應的所有化學方程式，這個過程相對繁瑣.為了更好地開發思維，應利用已有的條件，轉換一種思考方式去解決問題.根據元素守恒定律，在整個化學反應中，參與反應的原子種類和數目都不會發生改變.在這道題中，參與反應的鈉離子和碳原子滿足元素守恒定律.所以，將這兩者的物質量用X和Y代替.參照鈉元素的守恒定律，寫出方程式：X+2Y=1 mol.同理，從碳原子守恒定律可以得出X+Y=0.8 mol.最后，求出X、Y的數值，就可以得知所獲得溶液中NaHCO3同Na2CO3兩者間的質量比.

3.物質量守恒

相比較前面兩種守恒方法，物質量守恒相對特殊，這種守恒法是從微觀層面出發.具體是指：在化學反應過程的前后，保持原子總量的不變，以化學反應中的某一種物質量總量為基礎，對其物質量的變化進行計算與推理.在做題時，要考慮到方法的適用性，最好在簡化的前提下，再進一步減少計算的步驟.

例3 將KOH固體置于空氣中，經過一段時間后，對其進行測定發現，K2CO3含量為37.3%，水含量為2.8%.接著，把1 g樣品投入到2 mol/L、25 mL的鹽酸當中，并使用30.8 mL、1 mol/L的KOH溶液對多余鹽酸進行處理，正好完全中和，求最后獲得的固體質量.

不難發現，在這個題目中，所涉及到的數據相對較多，而且涉及的數字也是比較復雜的.在做題中，采取以往的思路解題時，會遇到許多困難，并且浪費不少時間.再進一步讀題，容易得出一個結論：KOH與K2CO3同鹽酸發生反應之后，都將獲得KCl.在使用1 mol/L KOH溶液處理并且發生恰好中和后，將會形成KCI固體.再參考學過的氯離子守恒定律，可以得知最后導致KCI產生的氯離子都是從鹽酸中獲得的.抓住這個關鍵點后，計算過程就變得簡單明了了.

化學是高中課堂中的一門重要學科，是一門融合了數學計算的靈活性科目.在解決化學題目的過程中，會經常遇到一些復雜的化學反應，在對這類題目進行計算時，如果還是以死板的方式對其進行求解，不但會降低我們做題的速度，而且也無法保證所求出來的結果是正確的.針對此種現象，討論了守恒法在化學解題過程中的應用，并且結合實際例題進行了分析.最后可以得出一個結論：在具體的做題過程中，科學地應用守恒法，就能夠實現復雜問題的簡單化處理.為更進一步地推廣這種做題方式，要先對化學反應過程中的守恒法的類型進行區分，以便更加充分地了解化學物質之間的守恒關系，促進問題的有效性解決.

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[2] 陳紅,林紅.化學簡便計算——守恒法在解題中的應用[J]. 亞太教育, 2016(12):23-24.

[3] 黃震.守恒法在高中化學解題中的應用[J]. 江西教育,2015(36):35-36.

G632

A

1008-0333(2017)33-0072-02

2017-07-01

王天晴(2000.08-)，女，山西陽泉人，山西省太原市第四十八中，在校學生.

閆久毅]